(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から放射された放射線を蛍光に変換するシンチレータと、
前記シンチレータからの蛍光を検知する光電子増倍管を有し、
前記シンチレータは、前記光電子増倍管に向かってシンチレータ結晶が直列に配列された第１シンチレータ結晶層と第２シンチレータ結晶層とを備え、
前記第１シンチレータ結晶層と前記第２シンチレータ結晶層との蛍光減衰時定数が互いに異なるとともに、
前記第１シンチレータ結晶層は、第２シンチレータ結晶層よりも放射線源に近い側に配置され、かつ前記第１シンチレータ結晶層の層厚さは前記第２シンチレータ結晶層の層厚さよりも薄く、
前記第１シンチレータ結晶層は、放射線を蛍光に変換する効率である変換効率が、前記第２シンチレータの変換効率以上となっていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線検出器がリング状に配列され放射線検出データを生成する検出器リングと、
前記放射線検出データの同時計数を行う同時計数手段と、
前記同時計数手段によって指定された２つのシンチレータ結晶を直線で結ぶ線分であるＬＯＲを導出するＬＯＲ導出手段と、
前記ＬＯＲを基に放射線検出データの一層化処理を行う再アドレス手段とを備えることを特徴とする陽電子放出型断層撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、放射線検出器、およびそれを備えた陽電子放出型断層撮影装置（以下、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置ともいう）に係り、特に深さ方向の位置弁別が可能な放射線検出器、およびそれを備えたＰＥＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＥＴ装置に用いられる放射線検出器は、入射した放射線を蛍光に変換するシンチレータと、そのシンチレータから発する蛍光を感知する光電子増倍管（以下、ＰＭＴと呼ぶ）が光学的に結合したものである。この放射線検出器は、ＰＥＴ装置におけるガントリ開口部の外周を囲むように設けられており、検出器リングを形成している。そして、各々の放射線検出器に配備されるシンチレータは、ガントリ開口部の径方向に伸びた角柱状のシンチレータ結晶がタイル状に配置され形成される。このように、各々のシンチレータ結晶が、放射線の進行方向に伸びることにより、光子などの放射線を感度良く検出できるようになっている。
【０００３】
このような放射線検出器を備えたＰＥＴ装置で検査を行うには、まず、被検体に陽電子放出核種で標識した放射性薬剤が注射投薬される。この陽電子放出核種は、被検体内でβ＋崩壊し、陽電子を発生させる。この陽電子は、直ちに被検体内の電子に衝突し、消滅するが、そのとき、互いに正反対の方向に進む一対の光子（消滅光子対）が生じる。ＰＥＴ装置は、この消滅光子対を検出器リングで検出することで被検体内の放射性薬剤分布を示すＰＥＴ断層画像を得る。
【０００４】
ところで、放射線検出器に備えられたシンチレータ結晶は、放射線検出感度を増加させるよう細長状の形状をしているので、逆にＰＥＴ画像形成の際にガントリの断面内半径方向の空間分解能が低下してしまうという問題点がある。まず、図１３に示すように、消滅光子対の各々がシンチレータ結晶１００ａ，および１００ｂに略垂直に入射し蛍光に変換されたとすると、消滅光子対は、空間領域１０１内で生じたことが分かる。この場合、空間分解能の低下は起こらない。しかし、消滅光子対の各々がシンチレータ結晶１００ｃ，および１００ｄに斜め方向から入射し蛍光に変換されたとすると、消滅光子対は、空間領域１０２内で生じたものとされてしまう。図中の空間領域１０１と空間領域１０２を比較すれば分かる様に、検出器リング１０３の内周側端で生じた消滅光子対がシンチレータに斜め方向から入射すると、消滅光子対が発生したと予想される領域は、より幅広のものとなってしまい、結果、ＰＥＴ装置の空間分解能の低下してしまう。
【０００５】
この様な問題を解決するために、従来から、深さ方向の情報を取得できる放射線検出器５０が開発されている。図１２に示すように従来の放射線検出器５０は、細長状のシンチレータ結晶５１ａ，５１ｂ，および５１ｃが三次元的に配列されシンチレータ５１を形成している。そして、従来の放射線検出器５０は、シンチレータ５１からの蛍光を受光するＰＭＴ５２を有している（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５６０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この様な構成を有する従来例には、以下のような問題がある。従来のシンチレータは、シンチレータ結晶で発生する蛍光が放射線源に近い側（即ち、シンチレータ結晶の深さ方向の浅い領域）で高い頻度で発生するという特性を無視して構成されている。つまり、従来技術では、シンチレータが多層化したことにより、深さ方向について蛍光発光位置が弁別できるようになったものの、シンチレータ結晶の深さ方向の長さをシンチレータ結晶層の各々で一定になるように設定したので、シンチレータ内部にうち蛍光の発生する頻度が多い放射線源に近い側において、蛍光の位置弁別能が不十分となってしまうという問題点がある。
【０００８】
だからといって、シンチレータを構成するシンチレータ結晶層をより多く設ければ良いというものではない。小さなシンチレータ結晶を精度良く形成することは非常に難しいからである。しかも、シンチレータ結晶層を追加するにつれ、シンチレータを構成するのにより多くのシンチレータ結晶を必要とするので、ＰＥＴ装置の製造コストは大幅に増大することになる。
【０００９】
さらに、シンチレータを構成する層をより多層にすれば、シンチレータ結晶の数が増大するので、シンチレータ内部で発生した蛍光がＰＭＴに入射するまでに、より多くのシンチレータ結晶を通過しなければならなくなる。蛍光は、シンチレータ結晶同士の界面を貫通して進むが、その度に光の強度が低下する。このことは、検出器リングが取得できる消滅光子対のカウント数の減少につながり、鮮明なＰＥＴ断層画像が得られなくなることを意味する。これを防ぐためには、ＰＥＴ装置による検査時間を長く設定するか、被検体に注射投与する放射性薬剤を増加させるしかない。
【００１０】
この発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シンチレータの多層化を可能な限り抑制しつつ、空間分解能の優れた放射線検出器、およびそれを備えたＰＥＴ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、この様な目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１記載の発明に係る放射線検出器は、放射線源から放射された放射線を蛍光に変換するシンチレータと、シンチレータからの蛍光を検知する光電子増倍管を有し、シンチレータは、光電子増倍管に向かってシンチレータ結晶が直列に配列された第１シンチレータ結晶層と第２シンチレータ結晶層とを備え、第１シンチレータ結晶層と第２シンチレータ結晶層との蛍光減衰時定数が互いに異なるとともに、第１シンチレータ結晶層は、第２シンチレータ結晶層よりも放射線源に近い側に配置され、かつ第１シンチレータ結晶層の層厚さは第２シンチレータ結晶層の層厚さよりも薄く、第１シンチレータ結晶層は、放射線を蛍光に変換する効率である変換効率が、第２シンチレータの変換効率以上となっていることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項１に記載の発明に係る放射線検出器によれば、より空間分解能の高い放射線検出器が提供できる。すなわち、本発明に係る放射線検出器の有するシンチレータは、多層構造となっており、具体的には、放射線源に近い側に設けられた第１シンチレータ結晶層と、放射線源から遠い側に設けられた第２シンチレータ結晶層を備えている。しかも、第１シンチレータ結晶層の層厚さは、第２シンチレータ結晶層のそれよりも薄く設定されている。したがって、シンチレータの放射線源に近い側により短い深さを有するシンチレータ結晶が配置されることになる。シンチレータを構成するシンチレータ結晶は、微細なほど放射線検出器の位置弁別能が向上することからすると、この発明に係るシンチレータは、その放射線源に近い側において深さ方向の位置弁別能が強化されていることになる。さらに、シンチレータに入射する放射線は、シンチレータの放射線源に近い側でより頻繁に蛍光に変換されることからすると、放射線源に近い側における深さ方向の位置弁別能が強化されていることは、より深さ方向の位置弁別に適した放射線検出器が提供できることになり、たとえば、これをＰＥＴ装置に適用すれば、空間分解能が向上したＰＥＴ装置を提供できる。要するに、たとえ消滅光子対が検出器リングの内周側端において生じ、シンチレータに対し放射線が斜め方向から入射したとしても、第１シンチレータ結晶層の層厚さが薄く形成されているので、第１シンチレータ結晶層から蛍光が発すれば、この限られた層厚さの中で蛍光が発生したことがわかるので、蛍光の発生した位置をより詳細に弁別することができる。
【００１３】
また、上記の構成によれば、放射線が第１シンチレータ結晶層を透過したとしても、放射線源から見て第１シンチレータ結晶層よりも放射線源から遠い側に設けられた第２シンチレータ結晶層で蛍光に変換されるので、放射線検出感度を十分に確保できる。第１シンチレータ結晶層を透過した放射線は、次に第２シンチレータ結晶層に入射する。第２シンチレータ結晶層の厚さは十分に厚いものとなっているので、放射線は、第１シンチレータ結晶層、および第２シンチレータ結晶層のいずれかによって確実に蛍光に変換される。つまり、第１シンチレータ結晶層の層厚さを薄くしても、放射線検出器の放射線検出感度が低下することがない。
【００１４】
さらに、上記の構成によれば、より容易に放射線検出器を製造することができる。シンチレータ結晶をＰＭＴに結合する際に、第１シンチレータ結晶層と第２シンチレータ結晶層は、いずれも無色透明な結晶層であり、肉眼で区別することができないので誤って両シンチレータ結晶層を取り違える恐れがある。しかし、上記の構成によれば、両シンチレータ結晶層の厚さは製造者にとっても十分に区別が可能であるので、両シンチレータ結晶層を取り違えたままシンチレータを製造することがない。
【００１５】
さらにまた、上記の構成によれば、シンチレータを構成する結晶層は、より少ないものとなる。つまり、ＰＭＴから見て遠い側（即ち、放射線源に近い側）の第１シンチレータ結晶層で生じた蛍光がＰＭＴに向かう際、通過するシンチレータ結晶同士の界面は少なくて済むことになる。したがって、シンチレータで生じた蛍光の光強度は極力保たれた状態でＰＭＴは蛍光を検出するので、上記の構成を有する放射線検出器の検出感度は高いものとなる。しかも、上記構成によれば、シンチレータの製造コストを抑制することができる。
【００１６】
そして、上記の構成のよれば、第１シンチレータ結晶層と第２シンチレータ結晶層との蛍光減衰時間が互いに異なったものとなっている。これにより、ＰＭＴで蛍光が入射したときその減衰時間を測定することにより、どちらのシンチレータ結晶層から発せられた蛍光であるのか区別することが可能となる。
【００１８】
また、請求項１に記載の発明によれば、より空間分解能が高い放射線検出器が提供できる。この発明のように、第１シンチレータ結晶層をより変換効率の高い材料で構成すれば、シンチレータに入射する放射線は、より第２シンチレータ結晶層よりも第１シンチレータ結晶層にて多く蛍光に変換されることになる。このように、シンチレータのうち第１シンチレータ結晶層にて更に多くの放射線が蛍光に変換されるので、この様なシンチレータを備えた放射線検出器の分解能はさらに高いものとなる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明に係る陽電子放出型断層撮影装置は、請求項１または請求項２に記載の放射線検出器がリング状に配列され放射線検出データを生成する検出器リングと、放射線検出データの同時計数を行う同時計数手段と、同時計数手段によって指定された２つのシンチレータ結晶を直線で結ぶ線分であるＬＯＲ（Line of Response）を導出するＬＯＲ導出手段と、ＬＯＲを基に放射線検出データの一層化処理を行う再アドレス手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２０】
［作用・効果］請求項２に記載のＰＥＴ装置によれば、消滅光子対の発生位置をより正確に導出できる。この発明に係るシンチレータは、放射線源に近い側に層厚さの薄い第１シンチレータ結晶層と、放射線源から遠い側に層厚さの厚い第２シンチレータ結晶層とが配置されているので、シンチレータ全体のうち、より光子が蛍光に変換される放射線源に近い側において、シンチレータの深さ方向の弁別能が強化されている。したがって、ＬＯＲ導出手段によって導出されるＬＯＲは、より正確なものとなり、結果として、より空間分解能が高いＰＥＴ装置が提供できる。たとえ消滅光子対が検出器リングの外周部付近において生じ、シンチレータに対し放射線が斜め方向から入射したとしても、第１シンチレータ結晶層の層厚さが薄く形成されているので、第１シンチレータ結晶層から蛍光が発すれば、この限られた層厚さの中で蛍光が発生したことがわかるので、蛍光の発生した位置をより詳細に弁別することができる。
【００２１】
なお、本明細書は、次のような放射線検出器、および陽電子放出型断層撮影装置に係る発明も開示している。
【００２２】
（１）請求項１または請求項２に記載の放射線検出器において、前記第１シンチレータ結晶層はＬｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５で構成されるとともに、前記第２シンチレータ結晶層はＧｄ２ＳｉＯ５で構成されることを特徴とする放射線検出器。
【００２３】
（１）のような構成によれば、より確実に第１シンチレータ結晶層の変換効率を高くすることができる。すなわち、Ｌｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５（ＬＹＳＯ）は、放射線を検出するシンチレータ結晶の中でも特に比重が重く、実効原子番号がより高いものとなっている。したがって、Ｌｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５（ＬＹＳＯ）を放射線源に近い側である第１シンチレータ結晶層に配置すれば、この第１シンチレータ結晶層で蛍光に変換される放射線はさらに多いものとなるので、放射線検出器の空間分解能は、一層向上することになる。
【００２４】
（２）請求項１または請求項２に記載の放射線検出器において、前記第２シンチレータ結晶層の厚さは、前記第１シンチレータ結晶層の厚さの１．２倍以上１０倍以下であることを特徴とする放射線検出器。
【００２５】
（２）のような構成によれば、より空間分解能の高い放射線検出器が提供できる。仮に、第１シンチレータ結晶層の層厚さを薄くすると、シンチレータにおける放射線源に近い側の構造は細密なものとなるが、この第１シンチレータ結晶層で蛍光に変換される放射線の線量は減少するので、放射線検出器の空間分解能はかえって低下する場合がある。つまり、第１シンチレータ結晶層の層厚さを、たとえば１ｃｍ程度の薄さとする構成は、空間分解能の向上という観点から好適な設定となる。また、第２シンチレータ結晶層の層厚さは、十分なものであるので、第１シンチレータ結晶層の厚さを薄くしたとしても、放射線の検出感度が低下することがない。
【００２６】
（３）請求項１または請求項２に記載の放射線検出器において、前記第１シンチレータ結晶層を形成する第１シンチレータ結晶と前記第２シンチレータ結晶層を形成する第２シンチレータ結晶とが１対１対応で結合されていることを特徴とする放射線検出器。
【００２７】
（３）のような構成によれば、ＰＭＴの構成が簡素な放射線検出器が提供できる。すなわち、マルチアノードＰＭＴを採用しなくとも、各シンチレータ結晶層の面方向における蛍光の発生位置の弁別が４つの安価なＰＭＴを使用することにより可能となる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明に係る放射線検出器、およびそれを備えた陽電子放出型断層撮影装置によれば、放射線の検出感度を低下させることなく空間分解能が高い構成を提供できる。すなわち、本発明の係る放射線検出器の有するシンチレータは、多層構造となっており、具体的には、放射線源の近い側に設けられた第１シンチレータ結晶層と、放射線源から遠い側に設けられた第２シンチレータ結晶層を備えている。しかも、第１シンチレータ結晶層の層厚さは、第２シンチレータ結晶層のそれよりも薄く設定されている。したがって、シンチレータの放射線源に近い側に短い深さを有するシンチレータ結晶が配置されることになる。シンチレータを構成するシンチレータ結晶は、微細なほど放射線検出器の位置弁別能が向上することからすると、この発明に係るシンチレータは、その放射線源に近い側において深さ方向の位置弁別能が強化されていることになる。さらに、シンチレータに入射する放射線は、シンチレータの放射線源に近い側でより頻繁に蛍光に変換されることからすると、放射線源に近い側における深さ方向の位置弁別能が強化されていることは、より深さ方向の位置弁別に適した放射線検出器が提供できることになり、これをＰＥＴ装置に適用すれば、空間分解能が向上したＰＥＴ装置を提供できる。
【００２９】
以下、本発明に係る放射線検出器、およびそれを備えた陽電子放出型断層撮影装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３０】
まず、実施例１に係る放射線検出器の構成について説明する。図１は、実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。図１に示すように、実施例１に係る放射線検出器１は、第１シンチレータ結晶層ｍと第２シンチレータ結晶層ｎからなるシンチレータ２と、シンチレータ２の下面に設けられ、シンチレータ２から発する蛍光を検知するＰＭＴ群３と、シンチレータ２とＰＭＴ群３との間に介在する位置に配置されたライトガイド４を備える。なお、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎは、光学的に結合され、その層間に界面Ｒを形成している。そして、図１には示していないがシンチレータ２には、その深さ方向に伸びる反射板５（図３参照）が設けられている。
【００３１】
シンチレータ２は、光子の検出に適したシンチレータ結晶からなっている。すなわち、第１シンチレータ結晶層ｍは、Ｃｅが拡散したＬｕ２（１−Ｘ）Ｙ２ＸＳｉＯ５（以下、ＬＹＳＯと呼ぶ）によって構成され、第２シンチレータ結晶層ｎは、Ｃｅが拡散したＧｄ２ＳｉＯ５（以下、ＧＳＯと呼ぶ）で構成されている。そして、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎの間で蛍光の減衰速度を表す蛍光減衰時定数は、互いに異なっている。なお、シンチレータ２の外側面は、図示しない反射膜で被覆されている。
【００３２】
第１シンチレータ結晶層ｍは、第２シンチレータ結晶層ｎよりも放射線源に近い側に配置され、かつ第１シンチレータ結晶層ｍの厚さは第２シンチレータ結晶層ｎの厚さよりも薄くなっている。また、第１シンチレータ結晶層ｍ，第２シンチレータ結晶層ｎは、ブロック状の第１シンチレータ結晶ａ，第２シンチレータ結晶ｂのそれぞれが２次元的に配列された構成となっている。具体的には、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎの１層当たり９０個のシンチレータ結晶ａ，ｂがＸ方向に１０個、Ｙ方向に９個配置されたマトリクス状となっている。次に、シンチレータ結晶ａ，ｂについて説明する。図２は、実施例１に係る第１シンチレータ結晶と、第２シンチレータ結晶との結合を説明する図である。図２に示すように、第１シンチレータ結晶ａは、上面に光子を入射させる入射面Ｊを有し、その反対側の下面には、第２シンチレータ結晶ｂに光学的に結合している底面Ｋを有する。一方、第２シンチレータ結晶ｂは、上述の底面Ｋと結合した上面Ｐと、その反対側の下面には、ライトガイド４と光学的に結合しているライトガイド結合面Ｑを有している。また、それぞれの面Ｊ，Ｋ，Ｐ，およびＱは、全て略同一形状となっている。そして、ライトガイド結合面Ｑとライトガイド４の界面は、シリコーンゴムなどのグリスで満たされている。なお、光子は、本発明における放射線に相当する。
【００３３】
次に、第１シンチレータ結晶ａ，および第２シンチレータ結晶ｂの配置について説明する。略同一形状の第１シンチレータ結晶ａの底面Ｊと第２シンチレータ結晶ｂの上面Ｐは、互いに合わさり、それらの４辺が一致するように結合される。すなわち、各第１シンチレータ結晶ａと第２シンチレータ結晶ｂの各々とは、１対１対応で結合されている。なお、この底面Ｊと上面Ｐのなす界面Ｒは、シリコーンゴムなどのグリスで満たされていてもよいし、空気層が介在していてもよい。
【００３４】
また、上述したように、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎの層厚さを比較すれば、第１シンチレータ結晶層ｍの方が、第２シンチレータ結晶層ｎよりも薄くなっている。つまり、第１シンチレータ結晶層ｍの厚さは、例えば１ｃｍに設定される。一方、第２シンチレータ結晶層ｎの厚さは、１．２ｃｍ〜１０ｃｍに設定される。なお、本発明における層厚さ方向は、第１シンチレータ結晶ａと第２シンチレータ結晶ｂとが有する深さ方向Ｚと同一方向となっている。また、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎの層厚さの合計を３ｃｍとした場合、第１シンチレータ結晶層ｍの厚さは、１３．６ｍｍから２．７ｍｍの間で設定され、第２シンチレータ結晶層ｎの厚さは、１６．４ｍｍから２７．３ｍｍの間で設定される。
【００３５】
ＰＭＴ群３は、４つのＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄがＸ方向に２個、Ｙ方向に２個マトリクス状に配列されることにより形成されている。このＰＭＴ群３は、蛍光を透過させるライトガイド４と光学的に結合している。したがって、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎから発した蛍光は、このライトガイド４を介してＰＭＴ群３に入射することになる。ＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄは、蛍光の強度と、減衰時間を検知する。なお、このＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄの各々は、必ずしもＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄの配列方向であるＸ方向、Ｙ方向に対して位置を弁別する機能を必要とはしない。なお、ＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄは、本発明の光電子増倍管に相当する。
【００３６】
次に、反射板５について説明する。図３は、実施例１に係る反射板の構成を説明する図である。第１シンチレータ結晶ａは、マトリクス状に配列し、第１シンチレータ結晶層ｍを形成するが、互いに隣接する第１シンチレータ結晶ａの間には、蛍光を反射する反射板５が設けられている。図３に示すように、反射板５は、シンチレータ２の深さ方向Ｚに沿って伸びた平板状となっている。また、この反射板５は、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎに跨って設けられている。そして、シンチレータ２は、反射板５を複数有し、シンチレータ２全体で見れば、ライトガイド４方向に伸びており、反射板格子６を形成する。しかも、この反射板５がライトガイド４方向に伸びる長さＬは、シンチレータ２の部分によって変化している。つまり、シンチレータ２の角部から中心部に向かうにしたがい、長さＬは、より短く設定される。したがって、反射板格子６をライトガイド４側から見れば、あたかも球体を保持できるかのようにシンチレータ２の深さ方向Ｚに凹んだ構造となっている。
【００３７】
次に、実施例１に係る放射線検出器１のＸ，Ｙ，およびＺ（深さ）方向における蛍光の発光位置の弁別方法について説明する。シンチレータ２に入射した光子は、シンチレータ２を形成する両シンチレータ結晶層ｍ，ｎのいずれかで、波長４４０ｎｍ〜４２０ｎｍの蛍光に変換される。シンチレータ結晶ａ，ｂのうちの１つから発した蛍光は、上述の反射板５で反射しながらライトガイド４に進入する。反射板５は、シンチレータ２の角部から中心部に向かうにしたがい、長さＬは、より短く設定されているので、シンチレータ２の中心部で蛍光が発すると、反射板５によって進行が邪魔されずにＰＭＴ群３に向かう。したがって、蛍光は、それが生じた結晶からＸＹ方向に広がって幅広の光となり、４つのＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄで検出される。一方、シンチレータ２の角部で蛍光が生じると、その光は、反射板５において反射を繰り返しながらＰＭＴ群３に向かう。その結果、蛍光は殆ど広がらずに、ＰＭＴ群３を構成する４つのＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄのいずれか１つで検出される。つまり、実施例１に係る放射線検出器１は、そのシンチレータ２における蛍光の発生位置に応じて蛍光の４つのＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄへの分配が段階的に変化する。これを利用して、各ＰＭＴ３ａ，３ｂ，３ｃ，および３ｄへの蛍光の分配率からシンチレータ２におけるＸ，Ｙ方向の蛍光の発光位置が算出される。
【００３８】
Ｚ方向における蛍光の発生位置の弁別は、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎを構成する材料が異なっていることを利用する。実施例１に係るシンチレータ２では、第１結晶層２ｍにＬＹＳＯ，第２結晶層２ｎにおいてＧＳＯを使用しているので、蛍光減衰時間がこの両シンチレータ結晶層ｍ，ｎにおいて異なっている。したがって、ＰＭＴ群３で観察される蛍光の減衰減衰時間を区別すれば、蛍光が第１シンチレータ結晶層ｍ，第２シンチレータ結晶層ｎのどちらで発光したものであるかが判断できる。このように、Ｚ方向における蛍光の発光位置が弁別される。なお、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎを構成するシンチレータ結晶に拡散されるＣｅ濃度を変化させることによって、蛍光の減衰時定数が調整可能となっている。
【００３９】
以上のように、実施例１に係る放射線検出器１によれば、光子の検出感度を低下させることなく空間分解能が高い構成を提供できる。すなわち、実施例１に係る放射線検出器１の有するシンチレータ２は、放射線源に近い側に設けられた第１シンチレータ結晶層ｍと、放射線源から遠い側に設けられた第２シンチレータ結晶層ｎからなっている。しかも、第１シンチレータ結晶層ｍの層厚さは、第２シンチレータ結晶層ｎのそれよりも薄く設定されている。したがって、より頻繁に蛍光が発生する光子源に近い側において深さ方向Ｚの位置弁別能が強化されている。したがって、より深さ方向の位置弁別に適した放射線検出器が提供できる。
【００４０】
また、実施例１によれば、第１シンチレータ結晶層ｍは、光子の光への変換効率の高いＬＹＳＯで構成されているので、第１シンチレータ結晶層ｍで発する蛍光を増加させることができ、より深さ方向Ｚについて正確に位置弁別が可能な放射線検出器が提供できる。また、第２シンチレータ結晶層ｎはＧＳＯで形成されている。これにより、より安価な放射線検出器が提供できる。さらに、第２シンチレータ結晶層ｎにはＬｕを含まない。これにより、Ｌｕから生じる自己放射線の線量とその影響を極力抑制することができる。
【実施例２】
【００４１】
続いて、実施例１で説明した放射線検出器を備えた陽電子放出型断層撮影装置（以下、ＰＥＴ装置と呼ぶ。）について説明する。図４は、実施例２に係るＰＥＴ装置の構成を説明するブロック図である。図４に示すように、実施例２に係るＰＥＴ装置１０は、ガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた検出器リング１２と、検出器リング１２の内面側に設けられた１３７Ｃｓを備え、光子ファンビームを照射する光子点線源１３と、これを駆動する光子点線源駆動部１４と、被検体Ｍを載置する天板１５を備えた寝台１６と、天板１５を摺動させる天板駆動部１７とを備える。なお、光子点線源駆動部１４は、光子点線源制御部１８にしたがって制御され、天板駆動部１７は、天板制御部１９にしたがって制御される。また、ＰＥＴ装置１０は、さらに被検体Ｍの断層画像を取得するための各部が更に設けられている。具体的には、ＰＥＴ装置１０は、検出器リング１２からの光子の検出位置、検出強度、検出時間を表す光子検出信号を受信し、消滅光子対の同時計数を行う同時計数部２０と、同時計数部２０によって消滅光子対と認識された２つの光子検出データから消滅光子対の入射方向を特定するＬＯＲ導出部２１と、ＬＯＲ導出部２１で導出された消滅光子対の入射方向を参照して光子検出信号におけるシンチレータ２の深さ方向の位置情報を一層化処理する再アドレス部２２を備えている。また、再アドレス部２２の後段には、後述のトランスミッションデータを参照して光子の吸収補正を行う吸収補正部２３と、被検体ＭのＰＥＴ画像を形成する画像形成部２４を備えている。なお、検出器リング１２から送出されるデータは、パケットデータとなっている。
【００４２】
そして、さらに実施例２に係るＰＥＴ装置１０は、各制御部１８，１９を統括的に制御する主制御部２５と、ＰＥＴ画像を表示する表示部２６とを備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部１８，１９および同時計数部２０，ＬＯＲ導出部２１，再アドレス部２２，吸収補正部２３，および画像形成部２４とを実現している。なお、同時計数部２０，ＬＯＲ導出部２１は、再アドレス部２２は、本発明における、同時計数手段、ＬＯＲ導出手段、および再アドレス手段のそれぞれに相当する。
【００４３】
なお、検出器リング１２は、ブロック状の実施例１に係る放射線検出器をリング状に並べて構成される。
【００４４】
次に、実施例２に係るＰＥＴ装置１０が有するＬＯＲ導出部２１について更に説明する。ＬＯＲとは、Ｌｉｎｅ  Ｏｆ  Ｒｅｓｐｏｎｓの略であり、消滅光子対が入射した２つのシンチレータ結晶を直線で結んだ線分を意味している。この対を成す光子が検出器リング１２の有する２つのシンチレータ結晶によって蛍光に変換されるので、２つのシンチレータ結晶を直線で結べば、消滅光子対はその直線上のいずれかから生じたことになる。これを利用して実施例２に係るＰＥＴ装置１０は、被検体Ｍの放射線薬剤の分布情報を知ることになる。
【００４５】
ＬＯＲ導出部２１によるＬＯＲの導出方法について説明する。図５は、実施例２に係るＬＯＲの導出方法を説明する図である。例として、シンチレータ結晶１２１，１２２から蛍光が発せられたとする。このシンチレータ結晶１２１，１２２のＬＯＲを簡易的に求めるには、蛍光が発せられた場所をシンチレータ結晶１２１，１２２の表層とすることが有効である。
【００４６】
ＬＯＲの導出に先立って、図５に示すように、シンチレータ結晶１２１，１２２の重心の各々を結ぶ基準線と、それに平行なシンチレータ結晶１２１，１２２の各々を貫くようなζ本のｓｕｂ−ＬＯＲを準備する。
【００４７】
次に、各ｓｕｂ−ＬＯＲにおける検出確率を求める。検出確率とは、どの程度の確率で光子が蛍光に変換されるかという指標で、これが高いほど、ｓｕｂ−ＬＯＲ上に位置するシンチレータ結晶によって入射した光子が蛍光に変換されやすいことを意味する。例として、η番目のｓｕｂ−ＬＯＲについての検出確率について説明する。η番目のｓｕｂ−ＬＯＲに沿って光子がシンチレータ結晶１２１に到達したとすると、この光子は、３通りの運命を辿ることになる。第１に、シンチレータ結晶１２１によって蛍光に変換される場合があり、第２には、シンチレータ結晶１２１に入射する前に、光子源（被検体Ｍ）に近い側のシンチレータ結晶１２３ないしシンチレータ結晶１２５などによって蛍光に変換されてしまう場合がある。第３には、いずれのシンチレータ結晶も貫通し、検出器リング１２から飛び去る場合がある。ここで、シンチレータ結晶１２１における検出確率を考えると、それは、前記第１の場合が起こる確率となる。したがって、この検出確率を求めるには、シンチレータ全体が光子を蛍光に変換する確率からシンチレータ結晶１２１から見て光子の進行方向の手前側（光子源に近い側）に配置されたシンチレータ結晶１２３ないしシンチレータ結晶１２５が光子を蛍光に変換する確率を減算すればよいということになる。これをシンチレータ結晶１２１に関する検出確率と呼ぶことにする。また、シンチレータ１２２に関する検出確率もシンチレータ結晶１２１と同様に求めることができる。すなわち、シンチレータ全体が光子を蛍光に変換する確率からシンチレータ結晶１２２から見て光子の進行方向の手前側（光子源に近い側）に配置されたシンチレータ結晶１２６が光子を蛍光に変換する確率を減算すればよい。これらのことからすると、シンチレータ結晶１２１，１２２で蛍光が検出される確率は、上述のシンチレータ結晶１２１に関する検出確率とシンチレータ結晶１２２に関する検出確率の積となる。なお、ｓｕｂ−ＬＯＲにおける検出確率は、ｓｕｂ−ＬＯＲが蛍光を発したシンチレータ結晶を貫く長さに応じて大きくなり、逆に、ｓｕｂ−ＬＯＲが蛍光を発したシンチレータ結晶から見て光子の進行方向の手前側に配置されたシンチレータ結晶を貫く長さに応じて小さくなる。
【００４８】
同様に、１番目からζ番目までの各々のｓｕｂ−ＬＯＲにおける検出確率を順に求める。そして各検出確率を比較すると、それぞれの検出確率が互いに異なっていることに気づく。つまり、より検出確率の高いｓｕｂ−ＬＯＲの近傍に実際のＬＯＲがあり、それに沿って消滅光子対がシンチレータ結晶１２１，１２２に進入した可能性が高いことがいえる。つまり、ｓｕｂ−ＬＯＲの各々について検出確率を導出し、この検出確率に応じて重み付けて足し合わせれば、シンチレータ結晶１２１，１２２におけるＬＯＲを求めることができる。
【００４９】
こうして得られたＬＯＲは、後段の再アドレス部２２に送出される。この再アドレス部２２では、シンチレータ２の深さ方向の位置情報を一本化する情報処理が行われる。（この様な情報処理を以降、一層化処理と呼ぶ。）つまり、この一層化処理を行えば、後段の情報処理においては、シンチレータ２の構成を仮想的に１層のシンチレータ結晶層からなるものとして情報処理をすることになり，シンチレータ２における深さ方向の位置情報の圧縮と処理の高速化が同時に実現できる。図６は、実施例２に係るＰＥＴ装置における一層化処理を説明する図である。消滅光子対が検出器リング１２を構成する各放射線検出器１３１ａ，１３１ｂに入射したとする。このとき、放射線検出器１３１ａにおいて、放射線検出器１３１ａに設けられたシンチレータの何処で蛍光が発せられたかという位置の弁別が行われる。こうして、Ｘ，Ｙ，Ｚ（深さ）方向の位置の弁別なされ、シンチレータ結晶１３２ａが蛍光の発生源として特定される。なお、放射線検出器１３１ｂについても、同様に蛍光の位置の弁別が行われ、たとえば、第１シンチレータ結晶であるシンチレータ結晶１３２ａと、第２シンチレータ結晶であるシンチレータ結晶１３２ｂとが位置の弁別によってそれぞれ蛍光の発生源として特定されたとする。これに基づき、ＬＯＲ導出部２１は、このシンチレータ結晶１３２ａ，１３２ｂを結ぶＬＯＲを導出する。なお、このＬＯＲの導出方法については、既に説明済みである。
【００５０】
例のように、第２シンチレータ結晶が蛍光を発した場合、第２シンチレータ結晶で生じた蛍光を仮想的にその上層の第１シンチレータ結晶で蛍光が発したものとする一層化処理が再アドレス部２２によって行われる。図７は、実施例２に係るＰＥＴ装置における一層化処理を説明する図である。まず、再アドレス部２２は、図７に示すように、ＬＯＲ導出部２１によって得られたＬＯＲが通過する第１シンチレータ結晶であるシンチレータ結晶１３２ｃの位置情報を取得する。これを、第２シンチレータ結晶であるシンチレータ結晶１３２ｂの位置情報に上書きすれば、一層化処理は終了となる。なお、図７においては、一層化処理は、シンチレータ結晶１３２ｂについて行われたが、蛍光を発した２つのシンチレータ結晶がいずれも第２シンチレータ結晶である場合、再アドレス部２２は、この両方について一層化処理を実行する。一層化処理を終えた光子検出データは、後段の画像形成部２４によりＰＥＴ画像に組み立てられる。
【００５１】
次に、実施例２におけるＰＥＴ装置の空間分解能について説明する。図８は、実施例２におけるＰＥＴ装置の空間分解能について説明する図である。図８（ａ）は、第１シンチレータ結晶層ｍと、第２シンチレータ結晶層ｎの厚さを同一としたシンチレータの構成を示している。領域１４１は、放射線源に最も近い側に位置しているので、最も蛍光が発生しやすい。そして、領域１４２は、領域１４１には及ばないもののシンチレータ全体で見れば比較的、蛍光の発生が多い領域である。図８（ａ）の例では、両領域１４１，１４２は、第１シンチレータ結晶層ｍに配置されている。したがって、両領域１４１，１４２のいずれかで発生した蛍光は、どちらの領域で発生したものか弁別されることがない。ところで上述のＬＯＲ導出方法によれば、より領域１４１側にＬＯＲが設けられることになるので、蛍光が領域１４２で生じた場合、ＬＯＲはこの領域１４２からずれたものとなり、結果として空間分解能が低下する。
【００５２】
一方、図８（ｂ）に示すように、実施例２に係る検出器リング１２に備えられた第１シンチレータ結晶層ｍの層厚さは、第２シンチレータ結晶層ｎのそれよりも薄く設定される。したがって、領域１４２は、今度は第２シンチレータ結晶層ｎに延在している。この様に設定すれば、ＬＯＲは、第２シンチレータ結晶層ｎの位置から導出される。領域１４２で生じる蛍光は第２シンチレータ結晶層ｎの中では最も多い部分であるので、ＬＯＲ導出部２１によって導出されたＬＯＲは、領域１４２側に設けられることになる。したがって、領域１４２で生じる蛍光は、ＬＯＲからより離反することなく、蛍光の発光位置をより正確に表したものとなる。この様に、実施例２に係るシンチレータは、その放射線源に近い側の領域１４１，１４２において深さ方向の位置弁別能がより強化されている。
【００５３】
また、実施例２に関して発明者らは、第１シンチレータ結晶層ｍの層厚さと、第２シンチレータ結晶層ｎの層厚さの好適な条件をシミュレーションによって求めた。より具体的には、第１シンチレータ結晶層ｍの層厚さと、第２シンチレータ結晶層ｎの層厚さを変えた複数の条件で、検出器リングの内側における検出器リングの中心部と、検出器リングの外周部において、ＰＥＴ装置の空間分解能を比較した。なお、各計算結果は、シンチレータの発する蛍光の空間強度分布関数の半値全幅（ＦＷＨＭ）から得られたものである。
【００５４】
この半値全幅について説明する。図９は、実施例２における半値全幅を説明する図である。放射線検出器１が蛍光は、広がりを持った領域で検出されることになる。蛍光の空間強度分布関数は、蛍光強度Ｉと位置に関する関数であり、蛍光の空間的な広がりを表している。より具体的に、蛍光が広がる方向Ｐについての位置をｐと、それに関する蛍光強度Ｉとして蛍光の空間強度分布関数を模式的に示すと、図９のようになる。つまり、蛍光は、方向Ｐについて所定の分布で広がったものとなっている。具体的には、位置ｐｃにおいて蛍光強度Ｉは、極大のｍａｘであり、位置がｐｃから離れるに従って、蛍光強度Ｉは単調に減少したものとなっている。
【００５５】
半値全幅とは、蛍光を構成する蛍光強度Ｉの位置ｐについての広がりの指標である。具体的には、まず、蛍光の空間強度分布関数における蛍光強度Ｉの最大値ｍａｘの半値であるｍａｘ／２を求める。そして、蛍光の空間強度分布関数において、ｍａｘ／２に対応する２つの位置ｐａ、位置ｐｂを読み取って、これらに挟まれた領域Ｈが半値全幅とされる。
【００５６】
図１０は、実施例２におけるシミュレーションの条件について説明する図である。なお、シミュレーションにおいて検出器リングの半径は、３０ｃｍである。点Ｅは、検出器リングの中心点Ｏから１ｃｍ離間している（中心点Ｏからの距離Ｄ１＝１ｃｍ）。点Ｆは、検出器リングの中心点Ｏから２５ｃｍ離間している（検出器リングからの距離Ｄ２＝５ｃｍ）。なお、点Ｆは、実施例２に係る検出器リング１２の内周側端の一例である。また、点Ｅは、線分ＯＦに含まれるものとする。また、線分ＯＦの延伸方向を方向Ｑとし、検出器リング１２の軸方向を方向Ｒとする。
【００５７】
また、このシミュレーションは、点Ｅ、および点Ｆで生じた消滅光子対は、方向Ｑ、および方向Ｒと直交する方向Ｓに沿って進行し、検出器リング１２に入射する想定で行われたものである。なお、上述の半値全幅における蛍光が広がる方向Ｐは、図１０における方向Ｓ、および検出器リング１２の軸方向Ｒに相当する。
【００５８】
【表１】
0005146072.tif 000002
【００５９】
層厚さ３０ｍｍの１層のシンチレータ結晶層の条件（以降、条件１とよぶ）において、検出器リングの中心から離間するにしたがい空間分解能が低下したものとなっている。なお、表中のＥ、およびＦは、図１０における点Ｅ、および点Ｆに対応しており、表中のＥは実施例２に係る検出器リングの中心部分の一例であり、表中のＦは、実施例２に係る検出器リングの内周側端の一例である。
【００６０】
次に、表１において、１５ｍｍのＬＹＳＯからなる第１シンチレータ結晶層と、１５ｍｍのＧＳＯからなる第２シンチレータ結晶層の２層構造をしたシンチレータとした条件では（以降、条件２とよぶ）、シンチレータを２層化したことで、条件１の場合よりも、検出器リングの内周側端における空間分解能の低下が抑えられている。しかし、第１シンチレータ結晶層の層厚さが厚いものになってしまっているので、検出器リングの外周部におけ空間分解能は、不十分である。
【００６１】
そして、１０ｍｍのＬＹＳＯからなる第１シンチレータ結晶層と、２０ｍｍのＧＳＯからなる第２シンチレータ結晶層の２層構造をしたシンチレータとした条件では（以降、条件３とよぶ）、条件２よりもさらに検出器リングの内周側端におけ空間分解能の低下が抑制されている。このような条件を採用した実施例２に係るシンチレータは、その放射線源に近い側において深さ方向の位置弁別能が強化されており、外周部におけ空間分解能は十分に高いものとなっている。
【００６２】
次に、再び図４を参照しながら、実施例２に係るＰＥＴ装置の動作について説明する。実施例２に係るＰＥＴ装置１０で検査を行うには、まず、放射性薬剤を予め注射投与された被検体Ｍを天板１６に仰臥させ、天板１６を所定の位置まで上昇させる。そして、天板１６を摺動させ、被検体Ｍをガントリ１１の内部に導入させた後、被検体Ｍの内部の光子吸収分布を示すトランスミッションデータを取得する。つまり、光子点線源１３から被検体Ｍに向けてファン状の光子ファンビームを照射する。この光子ビームは、被検体Ｍと透過して検出器リング１２によって検出されることになる。そして、光子点線源１３を検出器リング１２の内周面に沿って回転させながら、この様な検出を被検体Ｍの全周に亘って行い、これを基に被検体Ｍの断面の光子吸収マップを得る。そして、再度天板１６を摺動させ、被検体Ｍの位置を順次変更させながら、その度ごとに上述の光子吸収係数マップの取得を繰返す。こうして、被検体Ｍの頭部全体の光子吸収係数マップを得る。
【００６３】
上記のようなトランスミッションデータの取得に引き続いて、被検体Ｍに投与された放射線薬剤から放出される消滅光子対を検出するエミッションデータの取得が行われる。それに先立って、このエミッションデータの取得に邪魔となった光子点線源１３を被検体Ｍの体軸方向に移動させ、図示しない線源遮蔽体に入庫させる。
【００６４】
続いて、エミッションデータの取得が行われる。つまり、被検体Ｍの内部から放出される進行方向が１８０°反対方向となっている消滅光子対が検出器リング１２によって検出される。検出器リング１２によって検出された光子検出信号は、同時計数部２０に送出され、２つの光子を検出器リング１２の互いに異なる位置で同時刻に検出した場合のみ１カウントとし後段のデータ処理が行われるようになっている。そして、天板１６を摺動させ、被検体Ｍの位置を順次変更させながら、このようなエミッションデータの取得を続けることで、放射性薬剤の被検体Ｍの内部分布を画像化するのに十分なカウント数のエミッションデータを得る。最後に、天板１６を再び摺動させ被検体Ｍをガントリ１１内部から離反させた後、被検体Ｍを天板１６から退去させるため天板１６を降下させ、検査は終了となる。
【００６５】
次に、図４を参照しながら、実施例２に係るＰＥＴ装置におけるデータ処理について説明する。検出器リング１２から出力されるトランスミッションデータ、およびエミッションデータは、どのシンチレータ結晶が感知したものであるか既に特定されている。まず、トランスミッションデータの処理について説明する。図４に示すように、トランスミッション検出データＴｒは、検出器リング１２から再アドレス部２２に送出される。ここでは、検出器リング１２を構成するシンチレータのうち、第２シンチレータ層で検出された光子検出信号が、仮想的に第１シンチレータ層で検出されたように位置情報を書き換える情報処理が行われる。より具体的には、蛍光の発生源となったシンチレータ結晶の位置と、その蛍光が発生した時点での光子点線源１３の位置とを結ぶ線を設け、第２シンチレータ結晶で検出されたデータの検出位置をこの線が通過する第１シンチレータ結晶の位置に書き換える。こうして、トランスミッションデータが取得され、これが、後段の吸収補正部２３に送出される。
【００６６】
一方、エミッション検出データＥｍは、同時計数部２０によって、所定の時間幅内で検出器リング１２が感知した２つの光子検出信号を消滅光子対によるものされて、ＬＯＲ導出部２１に出力される。ＬＯＲ導出部２１においては、消滅光子対を検知した２つのシンチレータ結晶を結ぶＬＯＲを導出する。そして、エミッション検出データＥｍは、ＬＯＲを基に再アドレス部２２にて一層化処理が行われ、後段の吸収補正部２３に送出される。
【００６７】
吸収補正部２３では、エミッション検出データＥｍに対して、前述のトランスミッション検出データに基づいて、エミッション検出データに重畳した被検体Ｍの光子吸収分布の影響を除く吸収補正が行われる。こうして、被検体Ｍ内の放射性薬剤分布をより正確に表した検出データは、画像形成部２４に送出され、そこでＰＥＴ画像が再構成される。最後に、それが表示部２６で表示される。
【００６８】
次に、表１で示した各条件におけるＰＥＴ画像を例示し、実施例２における発明の効果を強調する。図１１は、実施例２に係るＰＥＴ画像を示す図である。これらのＰＥＴ画像は、上述のシミュレーションの構成を実際に組み立てて実験を行って得られた実測の結果である。まず、実施例２の構成に係る条件３におけるＰＥＴ画像を示したのが、図１１（ａ）、および図１１（ｂ）である。図１１（ａ）は、図１０中の点Ｅに消滅光子対が存在している場合のＰＥＴ画像である。図１１（ａ）に示すように、表れる像は、点状であり、蛍光の発生位置が正確に弁別されている。これと、図１０中の点Ｆに消滅光子対が存在している場合のＰＥＴ画像を示した図１１（ｂ）とを比較すると、点Ｆの方が多少ぼやけるものの、それほど大きな変化はない。したがって、実施例２に係るＰＥＴ装置１０によれば、たとえ消滅光子対が検出器リング１２の内周側端において生じたとしても、蛍光の発生した位置を忠実に弁別できる構成となっている。
【００６９】
この点Ｆに消滅光子対が存在している場合に絞って、更なる説明を行う。図１１（ｃ）は、表１で示した条件２の構成でのＰＥＴ画像であり、図１１（ｄ）は、表１で示した条件１の構成でのＰＥＴ画像である。図１１（ｃ）、（ｄ）は、共に図１０中の点Ｆに消滅光子対が存在している場合のＰＥＴ画像を示したものである。図１１（ｂ）（ｃ）、（ｄ）の各々を比較すると、実施例２に係る条件３が蛍光の発生した位置を最も忠実に弁別する構成であることがわかる。特に、図１１（ｄ）における像は、細長状となっており、像がかなりボケていることがわかる。
【００７０】
以上のように、上述した実施例２に係るＰＥＴ装置１０によれば、消滅光子対の発生位置をより正確に導出できる。実施例２に係るシンチレータは、光子線源に近い側に層厚さの薄い第１シンチレータ結晶層ｍと、遠い側に層厚さの厚い第２シンチレータ結晶層ｎとが配置されているので、シンチレータ全体のうち、より光子が蛍光に変換される光子線源に近い側において、シンチレータの深さ方向の弁別能が強化されている。したがって、この構成によって形成されるＬＯＲは、より正確なものとなり、結果として、より分解能が高いＰＥＴ装置１０が提供できる。たとえ消滅光子対が検出器リング１２の内周側端において生じ、シンチレータに対し光子が斜め方向から入射したとしても、第１シンチレータ結晶層ｍの層厚さが薄く形成されているので、第１シンチレータ結晶層ｍから蛍光が発すれば、この限られた層厚さの中で蛍光が発生したことがわかるので、蛍光の発生した位置をより詳細に弁別することができる。
【００７１】
この発明は、上記実施例に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００７２】
（１）上述した各実施例では、ＰＭＴとしてマルチアノード型の光電子増倍管を使用することができる。これにより、より正確にＸＹ方向の位置弁別可能な放射線検出器およびそれを備えたＰＥＴ装置が提供できる。
【００７３】
（２）上述した実施例２では、光子点線源１３として、陽電子を放出する核種である６８Ｇｅ−６８Ｇａを用いた構成としてもよい。この場合、光子点線源１３から照射される光子の有するエネルギーは、被検体内に注射投与される陽電子放出核種で標識された放射性薬剤から発する消滅光子対のエネルギーと同一なものとなる。したがって、本変形例によれば、トランスミッションデータから、消滅光子対の被検体内吸収をより正確に反映した光子吸収係数マップを取得することができる。
【００７４】
（３）上述した各実施例では、第１シンチレータ結晶層ｍはＬＹＳＯで形成されたが、例えばＧＳＯで形成されても良い。この場合の放射線を蛍光に変換する効率である変換効率は、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎで同程度になる。その他、適宜、両シンチレータ結晶層ｍ，ｎを構成する材料を選択することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】実施例１に係る第１シンチレータ結晶と、第２シンチレータ結晶との結合を説明する図である。
【図３】実施例１に係る反射板の構成を説明する図である。
【図４】実施例２に係るＰＥＴ装置の構成を説明するブロック図である。
【図５】実施例２に係るＬＯＲの導出方法を説明する図である。
【図６】実施例２に係るＰＥＴ装置における一層化処理を説明する図である。
【図７】実施例２に係るＰＥＴ装置における一層化処理を説明する図である。
【図８】実施例２におけるＰＥＴ装置の空間分解能について説明する図である。
【図９】実施例２における半値全幅を説明する図である。
【図１０】実施例２におけるシミュレーションの条件について説明する図である。
【図１１】実施例２に係るＰＥＴ画像を示す図である。
【図１２】従来の放射線検出器の構成を説明する図である。
【図１３】従来の陽電子放出型断層撮影装置における空間分解能の低下を説明する図である。
【符号の説明】
【００７６】
ｍ                      …  第１シンチレータ結晶層
ｎ                      …  第２シンチレータ結晶層
２                      …  シンチレータ
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  …  ＰＭＴ（光電子増倍管）
１２                    …  検出器リング
２０                    …  同時計数部（同時計数手段）
２１                    …  ＬＯＲ導出部（ＬＯＲ導出手段）
２２                    …  再アドレス部（再アドレス手段）  
【図１】
0005146072.tif 000003
【図２】
0005146072.tif 000004
【図３】
0005146072.tif 000005
【図４】
0005146072.tif 000006
【図５】
0005146072.tif 000007
【図６】
0005146072.tif 000008
【図７】
0005146072.tif 000009
【図８】
0005146072.tif 000010
【図９】
0005146072.tif 000011
【図１０】
0005146072.tif 000012
【図１２】
0005146072.tif 000013
【図１３】
0005146072.tif 000014
【図１１】
0005146072.tif 000015